有机硒对OTA和DON联合暴露诱发的仔猪免疫抑制的调控作用及其机制研究

批准号：

32072926

项目类别：

面上项目

资助金额：

58.0 万元

负责人：

黄克和

依托单位：

南京农业大学

学科分类：

临床兽医学

结题年份：

2024

批准年份：

2020

项目状态：

已结题

项目参与者：

黄克和

关键词：

解毒免疫毒性家畜微量元素霉菌毒素

项目摘要

结项摘要

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中文摘要

仔猪群中普遍存在的免疫抑制导致猪病控制的难度加大，包括赭曲霉毒素A（OTA）和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）在内的霉菌毒素污染饲料是其最常见的原因之一。OTA和DON常联合存在，但联合暴露诱发仔猪免疫抑制的机制以及硒蛋氨酸、硒化多糖等有机硒的调控作用未见研究。本项目首先是进行仔猪试验，研究OTA和DON单一或联合暴露对仔猪生长、硒蛋白表达、氧化应激、免疫应答、细胞自噬、细胞焦亡、巨噬细胞极化和TLRs等的影响以及有机硒的调控作用与机制。其次，建立猪肺泡巨噬细胞OTA和DON单一或联合暴露模型，应用激光共聚焦、电镜、流式细胞术、免疫印迹、RNA干扰、过表达以及CRISPR/Cas9基因编辑敲除基因等技术，研究其相关机制。最后，应用TLRs基因敲除小鼠构建OTA和DON联合暴露模型，并应用上述相关技术进一步研究其信号通路机制。本项目对仔猪免疫抑制的防控以及有机硒在仔猪生产上的广泛应用有重要意义。

英文摘要

The widespread immunosuppression in piglets makes it more difficult to control pig diseases. Feed contaminated with mycotoxins, including ochratoxin A (OTA) and deoxynivalenol (DON), is one of the most main causes of immunosuppression in piglets. Though OTA and DON often co-exist in the feed, there is little study on mechanism of immunosuppression induced by joint exposure of OTA and DON and the immune regulation of organic selenium, such as selenomethionine and selenizing polysaccharides. The contents of the project are as follows: a. the piglet experiments of OTA and DON exposure alone or in combination and their controls by organic selenium will be carried out respectively, in which some indexs such as piglet growth, selenoprotein expression, oxidative stress, immune response, autophagy, pyroptosis, macrophage polarization and TLRs expression etc. will be detected; b. the in vitro models of OTA and DON exposure alone or in combination and their controls by organic selenium will be developed using porcine alveolar macrophages, respectively. Some technologies such as laser confocal, transmission electron microscope, flow cytometry, western blotting, RNA interference, overexpression and CRISPR/Cas9 gene editing knockout will be performed to explore the mechanisms of the immunosuppression and the ameliorative effects by organic selenium; c. the in vivo models of OTA and DON exposure in combination and their controls by organic selenium will be developed using TLRs knockout mice, and the mechanism of signaling pathways will be further investigated by using the above-mentioned related technologies. This project has important significance to the control of piglet immunosuppression and the extensive application of organic selenium in piglets.

仔猪群中普遍存在的免疫抑制导致猪病控制的难度加大，饲料中霉菌毒素污染和仔猪病毒感染被认为是其主要原因，其中脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）是目前污染最普遍的霉菌毒素之一，猪流行性腹泻病毒（Porcine epidemic diarrhea virus，PEDV）是仔猪最易感染、引起养猪业损失最严重的病毒之一。鉴于硒尤其是有机硒在调节机体免疫系统功能方面起着至关重要的作用，我们提出通过有机硒调控DON 暴露和PEDV诱发的免疫抑制。本项目首先选用猪肺泡巨噬细胞系（PAMs）探究了 DON 对仔猪免疫的影响及其潜在机制；其次分别选用 21 d 断奶仔猪和猪小肠上皮细胞系（IPEC-J2）探究了 DON 对 PEDV 体内外感染以及两者联合对免疫的影响及其潜在机制；最后体内外分别探究有机硒对 DON 暴露和 PEDV 感染联合诱发的免疫抑制的调控作用及其潜在机理。结果表明，低浓度 DON 通过激活TLR4/NFκB 通路导致 PAMs 免疫刺激，而高浓度 DON 通过抑制线粒体自噬导致线粒体功能障碍，进而引发 PAMs 免疫抑制。与单纯PEDV感染组相比，饲喂 DON 的PEDV感染组仔猪的免疫功能降低，腹泻率、肠道屏障损伤和小肠内 PEDV 增殖均显著增加，自噬样囊泡及自噬相关蛋白表达也显著增加。补充有机硒可以显著阻断这些情况的发生。机理研究表明，DON能够通过影响LC3B介导的occludin内化和完整自噬流加剧PEDV的感染与免疫抑制，而有机硒可以通过下调自噬和上调 BST-2 水平有效干预 DON 和PEDV的联合作用。本研究也发现DON可以通过激活NLRP3炎性小体以及自噬相关蛋白LC3B加剧产肠毒素大肠杆菌（Enterotoxigenic Escherichia coli，ETEC）感染诱发的免疫抑制与肠道损伤。本项目对仔猪免疫抑制的防控以及有机硒在仔猪生产上的广泛应用有重要意义。